#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>
#include <thread>
#include <future>
#include <vector>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

class threadpool
{
public:
    using Functor = std::function<void(void)>;
    threadpool(int thr_count = 1)
        : _stop(false)
    {
        for (int i = 0; i < thr_count; i++)
        {
            _threads.emplace_back(&threadpool::entry, this);
        }
    }
    ~threadpool()
    {
        stop();
    }
    // push传入一个函数--用户要执行的函数
    // push函数内部会将这个函数封装成一个异步任务（package_task）
    // 使用lambda生成一个可调用对象，内部执行package_task,抛入到任务池中，由线程池中的线程去执行
    // 任务入队
    template <class F, class... Args>
    auto push(F &&func, Args &&...args) -> std::future<decltype(func(args...))>
    {
        // 1.将传入的函数封装成一个package_task任务
        using return_type = decltype(func(args...));
        auto f = std::bind(std::forward<F>(func), std::forward<Args>(args)...);
        auto task = std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(f);

        std::future<return_type> fu = task->get_future();
        // 2.构造一个lambda匿名函数（捕获任务对象），函数内执行任务
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
            // 将任务丢到任务池中
            _taskpool.push_back([task]()
                                { (*task)(); });
            _cv.notify_one();
        }
        return fu;
    }

    void stop()
    {
        if (_stop == true)
            return;
        _stop = true;
        _cv.notify_all();
        for (auto &thread : _threads)
        {
            thread.join();
        }
    }

private:
    // 线程入口函数--内部不断地从任务池中获取任务并分发给线程去执行
    void entry()
    {
        while (!_stop)
        {
            std::vector<Functor> tmp_taskpool;
            {
                // 加锁
                // 等待任务池不为空，或者_stop被置为返回
                std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
                _cv.wait(lock, [this]()
                         { return (!_threads.empty() || _stop); });
                _taskpool.swap(tmp_taskpool); // 一次全取出
            }

            // 取出任务执行,此时不用加锁，每个线程都有一份局部的tmp
            // 执行任务和取任务是独立的
            for (auto &task : tmp_taskpool)
            {
                task();
            }
        }
    }

private:
    std::vector<Functor> _taskpool;
    std::mutex _mutex;
    std::atomic<bool> _stop;
    std::condition_variable _cv;
    std::vector<std::thread> _threads;
};

int Add(int num1, int num2)
{
    return num1 + num2;
}

int main()
{
    threadpool pool;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        std::future<int> fu = pool.push(Add, i, 11);
        std::cout << fu.get() << std::endl;
    }
    pool.stop();
    return 0;
}